近年来，由于驾驶员的健康状况导致的事故不断增加。预防措施更加需要。因此，我们开发了使用微波传感器的车载脉搏传感器。我们将这种脉搏传感器安装在驾驶座上，即使在驾驶时受到很大干扰的状态下也能成功，让您准确估计驾驶者的脉搏率。在本文中，我们讲述了有效的信号处理算法，以保持作为车载脉搏传感器的测量精度。

脉搏传感器一、脉搏测量原理

在无线电波型脉搏传感器的情况下，电磁波(微波)从发送天线Tx辐射到体表，并且反射波被接收天线Rx接收。微波传感器产生要发射的发射波，并在发射波和接收波混合后输出I和Q信号。MPU通过A/D转换器对I和Q的模拟信号进行采样，从I和Q信号中检测体表的细微运动，从而估计脉搏率。发射波、接收波和混频后信号的理论公式由式(1)-(3)表示，I和Q输出信号的理论公式由式(4)和(5)给出基于等式(3)，仅保留包括低频多普勒角速度的项，并将 Q 输出的相位相对于 I 输出延迟 π/2。

脉搏传感器二、发展目标

本次开发的脉搏传感器的外观如图 4 所示，主要规格如表 1 所示。如图2所示，SPI通信设置微波传感器和加速度传感器的寄存器进行控制，同时还从加速度传感器获取加速度数据。加速度数据用于检测由施加到传感器的冲击引起的干扰。我们这次开发的脉搏传感器可以通过CAN通讯与外部单元配合使用。这种配置实现了小型化，从而可以将脉搏传感器内置到座椅中。此外，我们的开发目标是实现表 1 所示的有关脉搏检测范围和估计精度的规格。

脉搏传感器三、技术内容

我们开发的脉搏传感器基于分析无线电波传感器的IQ Lissajous输出行为以估计体表运动的技术。为此，我们准备了一个分析工具，该工具可以观察 IQ Lissajous，如图 6 所示，用于开发。作为评价基准，另外使用能够检测容积脉搏波的耳夹式脉搏传感器作为基准传感器。以下，将利用微波多普勒传感器推定的脉搏值称为“MDS值”，将利用基准传感器推定的脉搏值称为“基准(Ref.)值”。通过评估 MDS 值和参考值之间的 RMS(均方根)误差来显示脉率估计精度。

脉搏传感器四、脉动同步检测

为了从被干扰中提取脉动信号，我们开发了自己的同步检测算法。图 8 显示了它的轮廓。从观察体表运动的多普勒角速度信号中提取与脉动的周期分量同步的信号作为脉动信号，并从信号中检测脉搏以计数脉搏数以估计每分钟的脉搏率(每分钟)。我们开发的算法提供关于估计脉搏率的反馈，以生成模型脉搏波信号，通过串行处理与实际脉动信号同步。模型脉搏波信号通过参照预先存储了相对于每个脉搏率的脉搏波特性的表来生成。取该模型脉搏波信号与自适应滤波处理后的脉搏信号之间的差值，并更新自适应滤波器的系数以使该差值的均方最小。通过该操作，自适应滤波处理后的脉动信号与实际的脉动信号同步。

脉搏传感器五、呼吸谐波的消除

由于我们开发的算法与周期信号同步，因此可能会错误地与脉动以外的周期信号同步。身体呼吸运动是体表的周期性信号。虽然我们假设呼吸体运动可以通过带通滤波器分离，因为它的频率低于脉动，但由于脉动的变化相对于呼吸的变化非常微妙，甚至呼吸周期的谐波分量也会影响检测脉动显着，有必要控制这种呼吸谐波分量。

脉搏传感器六、滤波器配置

显示了消除呼吸谐波的算法的概要。与同步检测方法的情况一样，处理由自适应滤波器配置。从多普勒角速度信号中提取呼吸分量以估计其谐波。呼吸谐波通过自适应滤波器，取其与多普勒角速度信号的差值，并更新自适应滤波器的系数，使该差值的均方最小。另外，将求出差分的信号作为消除了呼吸谐波的信号输出。由于通过该操作抑制了多普勒角速度信号中的呼吸谐波分量。

　　以上就是关于车载脉搏传感器产品技术解析的分享，相信大家在看了以上的总结之后，也已经对这方面的知识有了一定的了解，想要了解更多关于脉搏传感器以及心率传感器的知识资讯，可以前往官网的客服进行咨询。